Особенности современных SSD: память, уборка мусора и TRIM
18.04.2014 00:05
—
Новости Hi-Tech
В первом материале, посвященном особенностям SSD, мы рассмотрели плюсы и минусы большинства распространенных контроллеров. И, конечно же, контроллер, являясь “сердцем” любого накопителя, во многом определяет его реальные характеристики. Однако сегодня борьба смещается в несколько иную плоскость. Во-первых, технологии стали совершеннее, и имеющихся скоростных характеристик вполне достаточно для подавляющего большинства пользователей. Во-вторых, в тренде не столько наращивание скорости, сколько снижение цены. Сделать SSD доступными – вот основная задача на текущий момент. И надо отметить, что выполняется она достаточно эффективно. Буквально за пару-тройку лет стоимость гигабайта снизилась более чем в три раза, упав ниже доллара. Как это произошло и какие мифы породило? А может быть, вовсе и не мифы? Читаем дальше.
Память для твердотельных накопителей выпускается несколькими компаниями. К слову, их не так уж много, поэтому рынок можно считать закрытым. Однако, тем не менее, память является разнообразной, и выбрать есть из чего. Самая распространенная – MLC. Естественно, производительность зависит от интерфейса и пропускной способности, а выносливость – от техпроцесса. Выпускавшиеся пару лет назад 25-нанометровые чипы обеспечивали 5000 циклов перезаписи для каждой ячейки. Производители рапортовали о миллионах часах наработки на отказ, а многие даже давали 5-летнюю гарантию на свои устройства. Далее микросхемы стали становится “тоньше” – 21…20…19 нанометров. Это повышает так называемую энергетическую насыщенность, а, главное, снижает стоимость. У производителя банально появляется возможность вырезать больше кристаллов из одной подложки. В теории стоимость готового изделия, где используется более «тонкая» память, может снизиться на 30-40%.
И здесь сразу появился миф о недолговечности таких SSD, т.к. ресурс по перезаписи ячеек снизился до 3000 циклов. Реально ли новые накопители менее живучими? В общем, да, но опасаться этого стоит едва ли. Многие производители даже акцентируют внимание на таких особенностях готовых устройств. Например, Kingston HyperX 3K: пометка 3К означает снижение ресурса памяти с 5000 до 3000 циклов. Предположим, вы пишете по 10 гигабайт информации 365 дней в году (хотя для среднестатистического пользователя данная цифра взята с огромным запасом), тогда имеющегося ресурса хватит примерно на 11 лет работы. Будете ли вы пользоваться одним диском, даже если он не сломается, целое десятилетие? Вряд ли, т.к. лет через пять он станет просто неактуальным. И опасаться чипов 19-нм MLC абсолютно не стоит.
Дальше – больше. Компания Samsung начинает активно использовать новую память типа TLC. Она может хранить по три бита в одной ячейке, за счет чего емкость SSD при неизменных габаритах можно повысить в полтора раза. Однако решение оказывается более медленным, а ресурс перезаписи составляет всего 1000 циклов. Говоря проще, ситуация выглядит настолько рискованной, что многие производители пока не рассматривают подобные решения. Инженеры Samsung здесь выглядят первопроходцами, т.к. им удалось подтянуть скорость за счет хитрой технологии эмуляции SLC-буфера, а ресурса в теории должно хватать на 3-5 лет нормального использования. Пример – Samsung 840 EVO. Скорость получается хорошей, но перспективы выносливости накопителя весьма туманны. Даже самые позитивно настроенные эксперты рекомендуют устанавливать такие диски только в системы с небольшой нагрузкой. Весьма неоднозначная ситуация, когда абсолютная разница в цене при объеме 256 ГБ, скажем, с потенциально очень надежным Plextor M5 Pro (теоретически — в пять раз!), составляет всего около $40.
Есть и другие подводные камни. Оказывается, заявленная компанией-изготовителем скорость достижима только для абсолютно нового накопителя, который пользователь достал из коробки, а в ходе работы цифры нередко снижаются. Все дело – в особенности записи. Контроллеру приходится обеспечивать выравнивание ячеек по ресурсу, плюс, отдельную ячейку нельзя стереть одномоментно; сначала она перемещается, а только потом стирается страница. В итоге со временем в памяти остается много ненужных страниц с так называемым “мусором”, а скорость выполнения операций по мере заполнения падает. Для решения этой проблемы был придуман механизм фоновой сборки мусора. Во многом он определяется контроллером и прошивкой. Например, любой SSD, заполненный случайными данными, дает просадку скорости до уровня 20-40% от заявленной. Но в момент простоя происходит операция внутреннего обслуживания на уровне “железа”, за счет чего производительность восстанавливается. У решений с качественными прошивками (Plextor M5 Pro, OCZ Vector 150) – до начальной, у более посредственных (Crucial M500, SunDisk Extreme II, Seagate 600) – до какого-то уровня. Единственным спасением для большинства моделей на сегодняшний день является подача TRIM со стороны операционной системы. Тогда происходит принудительная очистка с полным возвратом к первоначальному состоянию. Однако и здесь встречаются неприятные исключения, например, Intel 530 плохо отрабатывает TRIM, что обусловлено несовершенством прошивки.
В итоге, чтобы ваш SSD работал быстро и долго, изначально рекомендуем выбирать решения компаний, которые уделяют прошивкам больше внимания и часто обновляют их. По ходу наших обзоров SSD, мы не раз отмечали Plextor как очень положительный пример. Памяти MLC, выпущенной по 19-нанометровой технологии, бояться не стоит, т.к. она в меру быстра и обеспечивает вменяемый срок использования для настольных систем. А вот к TLC пока стоит отнестись с осторожностью. Во-первых, нет того разрыва в цене, который теоретически должен был получиться – вместо 50-60% мы видим не больше 30%. Во-вторых, выносливость накопителей с такой памятью действительно туманна: даже при обычной работе с пакетом офисных программ можно говорить не о десяти годах, а всего лишь о паре лет бесперебойной работы.
Содержание статьи: